Cientistas criaram células solares com eficiência recorde de quase 39,5% – são multicamadas e com “poços quânticos”

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA (NREL) anunciaram a criação de células solares inovadoras com uma eficiência recorde de quase 40% em luz normal. Para comparação, a eficiência das células solares convencionais varia de 15 a 30%.

Fonte da imagem: NREL

Ressalta-se que o valor de 39,5% foi alcançado com uma iluminação geralmente equivalente à luz natural. Esse esclarecimento é importante porque, no decorrer dos experimentos, os cientistas geralmente conseguem atingir uma eficiência de até 47%, mas apenas sob luz “concentrada”, que não corresponde bem às condições terrestres naturais.

Este resultado foi alcançado graças a um design especial de elementos, conhecido como conexão metamórfica invertida (IMM). Envolve o uso de três camadas de células solares, cada uma feita de um tipo diferente de material. Em particular, estamos falando sobre a camada superior de fosfeto de índio gálio, a camada intermediária de arseneto de gálio e a camada inferior de arseneto de índio gálio. Cada camada captura luz em diferentes comprimentos de onda, permitindo que mais energia seja gerada a partir de uma grande parte do espectro solar.

Além disso, os painéis usam os chamados “poços quânticos”, que limitam o movimento dos elétrons não a três, mas a duas dimensões. Argumenta-se que uma camada com esses buracos também permite capturar mais luz e leva a uma maior eficiência energética.

O recorde anterior de eficiência dos painéis solares foi estabelecido pela mesma equipe, tendo alcançado um indicador de 39,2% em 2020 – estamos falando da luta por cada fração de um por cento. Testes já foram realizados, demonstrando o comportamento de novos elementos em condições espaciais. Neste caso, a eficiência foi de 34,2%.

Um avanço científico pode ser extremamente importante para a tecnologia de células solares. No entanto, os desenvolvedores ressaltam que a produção desse tipo de células é bastante cara e ainda não se fala em produção em massa, antes disso ainda há muito trabalho para reduzir o custo dos elementos.